王艷哲 吳 明 綜述 葉朝陽 審校

慢性腎臟病(CKD)是一類常見的慢性疾病,以腎臟結(jié)構(gòu)損傷、功能下降為特征[1]。隨著高血壓、糖尿病等患病率的增長,CKD的患病人數(shù)也逐年遞增,已發(fā)展為嚴(yán)重的全球公共衛(wèi)生問題[2]。腎臟纖維化是各種病因?qū)е碌腃KD進展的最終結(jié)局。以腎間質(zhì)成纖維細胞活化和細胞外基質(zhì)(ECM)過度積聚為特征[3]。目前臨床上尚無有效的治療方法,患者可能需要終身替代治療或進行腎臟移植。

組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(HAT)可影響組蛋白的乙?；?在體內(nèi)與組蛋白去乙?；?HDAC)共同調(diào)控基因表達和細胞周期的關(guān)鍵步驟。環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)的結(jié)合蛋白(CBP)和高度同源的腺病毒早期區(qū)域1A蛋白(E1A)相關(guān)的300 kD蛋白(p300)分別能夠與CREB和E1A特異性結(jié)合,兩者具有高度同源性,是許多轉(zhuǎn)錄因子的共活化劑[4]。由于CBP和p300屬于同一類蛋白質(zhì),又具有相近的氨基酸排序和功能,所以常寫為p300/CBP。p300/CBP參與細胞周期進展和細胞的生長、分化和發(fā)展,是一類非常重要的輔激活因子[5]。越來越多的研究表明，p300/CBP與腎臟纖維化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，現(xiàn)對其作用機制作一簡述,以期對腎臟纖維化的防治提供新的靶點和思路。

p300與CBP的結(jié)構(gòu)和功能

結(jié)構(gòu)p300基因位于22號染色體q13.2,編碼含有2415個氨基酸的p300蛋白,CBP基因位于16號染色體p13.3,編碼具有2442個氨基酸的CBP蛋白[6]。p300/CBP蛋白分為結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化的區(qū)域,其中非結(jié)構(gòu)化區(qū)域約占整體的50%以上。結(jié)構(gòu)區(qū)主要包括轉(zhuǎn)錄適配器鋅指結(jié)構(gòu)域1(TAZ1)、激酶誘導(dǎo)的CREB相互作用結(jié)構(gòu)域(KIX)、溴域(BRD)、植物同源結(jié)構(gòu)域(PHD)、ZZ型鋅指結(jié)構(gòu)域(ZZ)、錄適配器鋅指結(jié)構(gòu)域2(TAZ2)、反式激活區(qū)域(TAD)以及HAT結(jié)構(gòu)域,這些結(jié)構(gòu)域在一定條件下相互作用,保證組蛋白乙酰化酶HATs活性[7]。

功能p300和CBP是HAT的兩個亞型,作為一種普遍表達的轉(zhuǎn)錄共激活因子,在多種組織中廣泛表達,并能夠介導(dǎo)組蛋白乙?；揎椷^程。其通過幾種相互關(guān)聯(lián)的機制調(diào)節(jié)基因的表達,發(fā)揮生物功能。這些生物功能包括(1)由于p300固有的HAT活性,通過組蛋白乙?；T導(dǎo)染色質(zhì)松弛,使RNA聚合酶Ⅱ的募集,在基因啟動子和增強子區(qū)域內(nèi)形成活性轉(zhuǎn)錄復(fù)合物。(2)p300/CBP可以直接調(diào)節(jié)幾種轉(zhuǎn)錄因子的功能,以增強靶基因的表達[8-9]。(3)p300/CBP可以和不同的輔助因子蛋白質(zhì)組合成復(fù)合物,同時與多種蛋白質(zhì)結(jié)合,促使轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄輔助因子發(fā)揮作用,使蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)-DNA之間發(fā)生相互作用[10]。

p300/CBP參與腎臟纖維化的分子機制

通過染色質(zhì)重塑或與這些細胞過程中涉及的特定基因轉(zhuǎn)錄因子相互作用,p300在許多細胞過程中發(fā)揮重要作用,包括增殖、遷移、分化、衰老和凋亡。以下重點討論p300/CBP參與調(diào)控腎纖維化的分子機制(圖1)。

圖1 p300/CBP參與腎臟纖維化的分子機制CBP:環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白的結(jié)合蛋白;TGF-β:轉(zhuǎn)化生長因子β;NF-κB:核因子κB;Keap1:Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1;ARE:抗氧化反應(yīng)元件;Nrf2:核因子E2相關(guān)因子2;HIF-1:缺氧誘導(dǎo)因子1;↑:為上調(diào);↓:為下調(diào)

轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)/Smad信號通路TGF-β是介導(dǎo)腎纖維化發(fā)生與發(fā)展的重要介質(zhì),其中TGF-β/Smad信號通路是調(diào)節(jié)腎臟纖維化的經(jīng)典通路[11],抑制TGF-β/Smad信號通路可顯著改善腎纖維化[12]。p300/CBP可作用于由Smad蛋白形成的復(fù)合物,激活下游的信號,從而調(diào)節(jié)細胞的增殖遷移[13]。Kapasi等[14]在腎皮質(zhì)近曲小管上皮細胞(HK2)研究表明,當(dāng)p300過表達時,TGF-β蛋白也表達增加,證明p300/CBP與TGF-β可發(fā)生相互作用。p300還可促使Smad 2/3快速磷酸化,發(fā)揮協(xié)調(diào)作用,增強轉(zhuǎn)錄活性,從而促使HK2細胞纖維化的發(fā)生。 Yuan等[15]在大鼠腎小球系膜細胞中,通過免疫共沉淀實驗發(fā)現(xiàn),TGF-β干預(yù)增強了p300和Smad2/3的相互作用。蛋白印跡結(jié)果顯示,同時p300/CBP介導(dǎo)纖溶酶原激活物抑制劑1(PAI-1)和細胞周期依賴性蛋白激酶抑制因子1A(p21)的啟動子組蛋白H3賴氨酸9(H3K9)/14Ac乙?；?使PAI-1和p21的表達增加,腎臟纖維化相關(guān)指標(biāo)人α平滑肌肌動蛋白(α-SMA)表達增加,腎臟纖維化加重。這些結(jié)果表明,p300/CBP可通過與TGF-β/Smad信號通路相互作用而影響腎臟纖維化的發(fā)生發(fā)展。目前大多數(shù)研究集中于抑制Smad磷酸化,從而調(diào)控腎臟纖維化。但越來越多的證據(jù)表明,乙?；揎椩赟mad磷酸化中發(fā)揮作用,其對腎臟纖維化中具有不可忽視的作用。因此,通過抑制p300/CBP靶向TGF-β/Smad信號通路從而改善腎臟纖維化具有重要研究意義。

核因子κB(NF-κB)NF-κB是一類具有多向調(diào)節(jié)作用的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子家族,與腎臟纖維化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[16]。p300作為共激活因子,具有核蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶活性,通過直接與NF-κB的P65亞基結(jié)合,促進轉(zhuǎn)錄因子與染色質(zhì)中啟動子或增強子的結(jié)合,激活其轉(zhuǎn)錄活性,從而促進腎臟炎癥、纖維化的發(fā)生[17]。p300/CBP可顯著增強小鼠腎臟中高糖引起促炎癥和促纖維化分子的表達及腎小球活性氧(ROS)的過度產(chǎn)生[18-19]。使用p300/CBP的抑制劑C646可降低糖尿病腎病小鼠腎臟NF-κB的活性,隨著組蛋白賴氨酸殘基的乙?；降南陆?腫瘤壞死因子α(TNF-α)的表達也受到抑制。其他促炎因子[如人單核細胞趨化蛋白1(MCP-1),誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)]的表達降低,同時抑制促纖維化分子[如膠原蛋白4(Collagen Ⅳ),纖維黏連蛋白(Fibronectin)]的表達,從而對糖尿病腎病發(fā)揮保護作用[20]。Chung等[21]研究表明在單側(cè)輸尿管結(jié)扎(UUO)誘導(dǎo)的小鼠腎臟纖維化模型中,p300/CBP相關(guān)因子抑制劑garcinol阻止了NF-κB的激活,使UUO模型中腎臟纖維化減輕,促炎細胞因子表達減少。腎損傷后持續(xù)存在的炎癥反應(yīng)是腎臟纖維化發(fā)生發(fā)展的重要原因,因此抑制由NF-κB介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)從而改善腎纖維化的進展具有重要的意義?；谝陨涎芯?有望針對p300/CBP介導(dǎo)的炎癥作用進行進一步的機制研究,探索相關(guān)抑制劑,并將其作為新的有效療法應(yīng)用于臨床以減輕腎臟纖維化。

Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1(Keap1)/核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)/抗氧化反應(yīng)元件(ARE)信號通路氧化應(yīng)激是腎臟纖維化發(fā)生發(fā)展的一個重要原因。Keap1/Nrf2/ARE是抗氧化應(yīng)激過程中具有重要作用的信號通路之一。研究表明,Nrf2是各種抗氧化基因的主要調(diào)節(jié)因子[22]。在穩(wěn)態(tài)條件下,Nrf2與Keap1結(jié)合并停留在細胞質(zhì)內(nèi),其通過Keap1依賴性泛素化和蛋白酶體降解而被抑制,抗氧化基因轉(zhuǎn)錄水平保持在低水平狀態(tài)下。在缺氧環(huán)境中,Nrf2與Keap1解離,Nrf2蛋白的穩(wěn)定性增加,從而更容易與ARE發(fā)生相互作用。與ARE結(jié)合后,Nrf2的活性會被激活,使各種抗氧化基因的轉(zhuǎn)錄增加,發(fā)揮抗氧化應(yīng)激的作用。有研究通過建立小鼠UUO腎臟纖維化模型,第3天時,UUO小鼠腎臟中p300/CBP相關(guān)因子就呈高表達。依福地平干預(yù)后,p300/CBP相關(guān)因子被明顯抑制,Nrf2增加,同時α-SMA等纖維化相關(guān)指標(biāo)表達降低,腎臟纖維化程度減輕[23]。Chung等[21]表明p300/CBP相關(guān)因子表達變化與氧化應(yīng)激密切相關(guān)。在UUO纖維化腎臟模型中,p300/CBP相關(guān)因子明顯上調(diào),同時NADPH氧化酶(NOX2)增加,而Nrf2減少。在使用p300/CBP相關(guān)因子的抑制劑治療后,Nrf2的核積累增加,驅(qū)動炎癥介質(zhì)的轉(zhuǎn)錄減少和抗氧化劑的轉(zhuǎn)錄增加,阻止了腎臟纖維化的發(fā)生發(fā)展。但目前在腎臟中關(guān)于p300/CBP對Nrf2相關(guān)信號通路的研究尚少,其深入機制尚未闡述,但這將為未來通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激相關(guān)因子的乙?；^程防治腎臟纖維化提供新的思路。

缺氧誘導(dǎo)因子1(HIF-1)組織的慢性缺氧在是發(fā)生腎臟纖維化的重要因素。在CKD的進展過程中,腎小球供氧減少,血管活性物質(zhì)失衡,管周毛細血管稀疏及耗氧量的增加等均會導(dǎo)致腎臟的慢性缺氧。慢性缺氧導(dǎo)致成纖維細胞增殖活化和ECM在腎間質(zhì)積累,從而促進腎小管間質(zhì)纖維化的發(fā)生。HIF-1是一種α,β異二聚體轉(zhuǎn)錄因子,在低氧條件下,HIF-1的水平在多種細胞和組織中上調(diào)[24],其可介導(dǎo)細胞和全身對缺氧的反應(yīng),已發(fā)現(xiàn)腎小管上皮細胞中HIF-1的慢性持續(xù)激活可促進上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)和腎臟纖維化[25]。HIF-1的內(nèi)在無序C末端反式激活結(jié)構(gòu)域通過與CBP的TAZ1結(jié)構(gòu)域或p300之間相互作用,從而激活HIF-1介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄[26]。缺氧時,機體降低了對p300/CBP的氧氣依賴性抑制,HIF-1和p300/CBP之間相互作用的增強,HIF-1與p300/CBP結(jié)合更緊密,從而促進HIF靶基因的表達[27]。Tanaka等[28]研究表明,可以通過抑制腎小管上皮細胞中的p300/CBP,抑制HIF靶基因的低氧誘導(dǎo),從而減緩CKD的發(fā)生發(fā)展。通過上調(diào)GLU/ASP豐富羧基端域p300/CBP相互作用反式激活因子2,可以阻礙對HIF-1的招募,改善腎臟缺氧環(huán)境,減緩腎臟纖維化進程[29]。目前研究表明,HIF-1與p300/CBP之間有重要的相互作用,p300/CBP可能通過抑制HIF-1基因表達減緩腎臟纖維化。

干預(yù)p300/CBP信號通路治療腎臟疾病

p300/CBP介導(dǎo)的乙?；揎検悄I臟疾病過程中的重要因素。通過干預(yù)p300/CBP介導(dǎo)的乙?；揎椈蛟S能成為治療腎臟疾病有效的途徑。有研究顯示,青蒿素可能通過增加腎臟中轉(zhuǎn)錄共激活因子p300/CBP 蛋白和糖皮質(zhì)激素受體(GR)α mRNA 的表達,提高腎臟對糖皮質(zhì)激素的敏感性,從而有效提升糖皮質(zhì)激素對狼瘡性腎炎小鼠的治療效果[30]。Kim等[31]研究表明,山竹子素通過抑制轉(zhuǎn)錄共激活因子p300以及其功能蛋白組蛋白H3的乙?；磉_,抑制了NF-κB P65亞基的乙?；?改善了順鉑誘導(dǎo)的小鼠急性腎損傷的腎功能和組織病理學(xué)損傷,減少了細胞炎癥因子的增加,減輕氧化應(yīng)激反應(yīng),發(fā)揮腎臟保護作用。在缺血再灌注大鼠模型中,姜黃素通過抑制p300/CBP的表達,降低HAT活性,從而使凋亡因子啟動子區(qū)附近H3K9乙?；瘻p少,減少缺血再灌注造成的腎臟細胞凋亡,改善腎功能[32]。在小鼠UUO模型中,研究發(fā)現(xiàn)鈣通道阻斷劑依福地平可抑制p300/CBP,改善腎臟纖維化[23]。在高血壓性心腎纖維化小鼠模型中,p300抑制劑L002有效抑制了細胞增殖、遷移、肌成纖維細胞分化及膠原蛋白的合成,拮抗成纖維細胞、足細胞和系膜細胞的促纖維化反應(yīng),改善了高血壓相關(guān)的腎臟纖維化[33]。

小結(jié):腎臟纖維化是所有CKD進展至ESRD的常見結(jié)局,至今尚無有效的治療方法。乙酰化修飾在腎臟疾病中的作用受到越來越多的關(guān)注。p300/CBP在腎臟纖維化發(fā)生發(fā)展中起到的重要作用。已發(fā)現(xiàn)p300/CBP可通過影響TGF-β/Smad信號通路、Keap1/Nrf2/ARE途徑、NF-κB及HIF-1來影響腎臟纖維化。但目前針對p300/CBP在腎臟纖維化中的作用的研究仍處于實驗階段,p300/CBP相關(guān)治療藥物深入的機制研究較少,尚未達到臨床應(yīng)用的程度。將來應(yīng)針對p300/CBP對在腎臟纖維化中的作用及機制的不斷深入研究,以期能獲得突破性的進展,為防治腎臟纖維化提供新的線索。